Введение к работе
Актуальность проблемы. При проведении подводных спусков сердечнососудистая система водолазов испытывает значительную нагрузку (Lin, 1988;Gooden, 1994; Pendergast, 1996). Вследствие этого кардиоваскулярная патология занимает существенное место в водолазной медицине (Dembert et al., 1983; Жердев и др., 1993; Wilmshust, 1998; Spira, 1999; Евстропова, 2000; Кулешов и др., 2002; Дмитрук, 2004). Она является одной из основных причин отстранения водолазов от профессиональной деятельности (Жердев, 1993).
Интерес подводной медицины к сердечно-сосудистой системе, однако, не ограничивается вопросами ее патологии. Водолазы проходят ежегодные медицинские освидетельствования на годность к выполнению подводных работ, при этом состояние сердечно-сосудистой системы может рассматриваться как индикатор общей адаптированности организма. Методология соотнесения отклонений в состоянии сердечно-сосудистой системы со степенью адаптированности целого организма (Баевский, 2001; 2002) широко используется в прикладной физиологии (Берсенев, 2002; Галеев и др., 2002; Солдатова и др., 2006). Считается, что физиологические преобразования, связанные с трудовой деятельностью, предопределяют характер заболеваемости в той или иной профессиональной группе (Kristensen, 1994). Исходя из этого, отправным пунктом для анализа наблюдаемых изменений оказывается не обнаружение ранних проявлений патологии и даже не поиск доклинических нарушений, а углубленное исследование того стереотипа функционирования сердечно-сосудистой системы, который складывается в здоровом организме как адаптивная форма к выполнению многократных подводных погружений (Гуляр, Ильин, 1990). Кардиоваскулярная реакция на подводное погружение включает брадикардию, снижение ударного объема крови, подъем артериального давления и констрикцию кожных сосудов (Yamaguchi et al., 1993; Delapille et al., 2000; Schipke, Pelcer, 2001; Ferraty, Costa, 2003), хотя вид водолазного снаряжения, состав газовой смеси, применяемой для дыхания, характер выполняемой под водой мышечной работы и другие факторы существенно модифицируют ее (Ferrigno et al., 1997; Andersson et al., 2000; Shiraki et al., 2002; Johan et al., 2002). В процессе продолжительной профессиональной деятельности у водолазов
формируется кардиогемодинамический стереотип, свойственный увеличению постнагрузки на сердце, однако соответствующие сообщения единичны (Гуляр, Ильин, 1990; Титков и др., 1992; Holm et al., 1998). Остается неизвестным механизм закрепления этих изменений, их адаптивная роль, динамика развития.
В настоящем исследовании описывается характер кардиогемодинамических изменений в процессе профессиональной деятельности водолазов, работающих на малых и средних глубинах (до 60 м) с использованием для дыхания сжатого воздуха. Отдельные этапы регистрируемых преобразований соотносятся с возрастом, интенсивностью подводных работ и продолжительностью подводного стажа. Для данной категории трудящихся установлен льготный пенсионный стаж в 50 лет при условии работы водолазом не менее 10 лет, интенсивности подводных работ 275 ч в год и продолжительности подводного стажа 2750 ч. На основании полученных данных уточняются оптимальные величины интенсивности подводных работ и продолжительности подводного стажа, соответствующие физиологическим возможностям человека.
Цель исследования: изучить характер и динамику состояния сердечнососудистой системы в процессе профессиональной деятельности водолазов, работающих на малых и средних глубинах, использующих для дыхания сжатый воздух.
Задачи:
Описать кардиогемодинамическую реакцию водолазов на однократное погружение и установить продолжительность восстановительного периода после него.
Охарактеризовать комплекс кардиогемодинамических преобразований, закрепляемый у водолазов в процессе профессиональной деятельности.
Определить динамику развития сердечно-сосудистых изменений на этапах долговременной адаптации водолазов к профессиональной деятельности.
Сравнить корреляционную зависимость развития кардиогемодинамических изменений у водолазов от возраста, интенсивности подводных работ и продолжительности подводного стажа.
5. Установить предел интенсивности подводных работ и продолжительности подводного стажа, до которого напряжение адаптационных механизмов у водолазов сохраняет физиологический характер.
Научная новизна. Впервые выполнено системное исследование развития кардиоваскулярных изменений в процессе полного цикла профессиональной деятельности водолазов, работающих на малых и средних глубинах (до 60 м) использовавших для дыхания сжатый воздух.
Установлено, что проведение однократного погружения данной категорией водолазов сопровождается стереотипной кардиоваскулярнои реакцией, включающей брадикардию, снижение ударного объема крови, увеличение диастолического артериального давления и повышение общего периферического сосудистого сопротивления. Основные отклонения нормализуются в течение суток, однако такие признаки, как брадикардия или увеличение диастолического артериального давления, сохраняются в форме следовых изменений до 4-7, а изменения в фазовой структуре сердечного цикла - до 14 суток.
Получены новые доказательства, что при систематическом выполнении подводных погружений происходит закрепление увеличенной постнагрузки на сердце (повышение систолического и диастолического артериального давления, а также общего периферического сосудистого сопротивления), которая на уровне механизмов долговременной адаптации компенсируется изометрической гиперфункцией сердца и перестройкой гемодинамики по гипокинетическому типу кровообращения.
Впервые описана последовательность процессов, характеризующих динамику развития кардиоваскулярных изменений в разные периоды профессиональной деятельности водолазов. Начальной адаптивной реакцией на увеличение постнагрузки на сердце служит повышение расхода энергии на продвижение крови и рост мощности левого желудочка сердца, после чего на уровне механизмов долговременной адаптации формируется изометрическая гиперфункция сердца и наблюдается переход на гипокинетический тип кровообращения. Наряду с этим, у водолазов выявляется несоответствие мощности левого желудочка и внешней работы сердца и сложившейся гемодинамической ситуацией, что свидетельствует об относительности достигаемой адаптации и опасности ее утраты.
Показано, что скорость развития перечисленных процессов во времени зависит не столько от возраста водолазов, сколько от интенсивности подводных работ и продолжительности подводного стажа. Предел интенсивности подводных работ, до которого их выполнение осуществляется без развития функциональных нарушений, составляет 200 ч в год, а продолжительность подводного стажа 2000 ч, что ниже нормативных цифр, законодательно установленных для льготного пенсионного ценза (соответственно, 275 и 2750 ч).
Теоретическое и прикладное значение. Диссертация расширяет недостаточно
разработанные в науке представления о влиянии систематического выполнения
подводных погружений на организм человека. Охарактеризован
кардиогемодинамический стереотип, формируемый у профессиональных водолазов, описана динамика развития процесса во времени, установлена последовательность отдельных этапов. Прикладное значение исследования состоит в конкретизации сроков интенсивности подводных работ и продолжительности подводного стажа, в пределах которых профессиональная деятельность водолазов, работающих на малых и средних глубинах с использованием для дыхания сжатого воздуха, может осуществляться без функциональных нарушений. Согласно полученным данным, эти сроки ниже нормативных цифр, законодательно установленных для льготного пенсионного ценза.
Положения, развиваемые автором, внедрены в систему обследования водолазов в Дальневосточном окружном водолазно-медицинском центре.
Положения, выносимые на защиту:
В процессе продолжительной профессиональной деятельности у водолазов, систематически выполняющих подводные спуски, в ответ на увеличенную постнагрузку левого желудочка формируется кардиогемодинамический стереотип, характеризующийся развитием компенсаторной гиперфункции сердца по изометрическому типу и гипокинетическим типом кровообращения.
Динамика состояния сердечно-сосудистой системы, наблюдаемая в процессе профессиональной деятельности водолазов, представлена упорядоченной последовательностью преобразований от адаптивной перестройки до проявления скрытых нарушений.
З. Скорость развития стереотипных кардиогемодинамических изменений более тесно коррелирует с интенсивностью подводных работ и продолжительностью подводного стажа, чем с возрастом водолазов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 7-м международном симпозиуме по морской медицине (Москва, 1976), конференции «Гигиенические аспекты изучения труда и быта человека на Дальнем Востоке» (Владивосток, 1977), II съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995), XVII съезде физиологов России (Ростов-на-Дону, 1998), научно-практической конференции «Экологические, гуманитарные и спортивные аспекты подводной деятельности» (Томск, 2002), региональной научной конференции, посвященной 40-летию ТИБОХ ДВО РАН (Владивосток, 2004), конференции по программе фундаментальных исследований Президиума РАН "Фундаментальные науки -медицине" (Москва, 2004), I съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005), ежегодных научных конференциях ИБМ ДВО РАН (Владивосток, 1997, 1999, 2005). Диссертация обсуждена на заседании Приморского физиологического общества.
Личный вклад. Все исследования выполнены автором самостоятельно.
Диссертация поддержана грантом ДВО РАН 06-1-П12-042.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе две статьи в журналах, входящих в список ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 147 страницах компьютерного набора. Она содержит введение, обзор литературы, описание использованных методов, результаты собственных исследований, обсуждение, заключение, выводы, практические рекомендации и список литературы. Работа иллюстрирована 58 таблицами и 14 рисунками. Список литературы включает наименования 122 первоисточников, в том числе 40 отечественных и 82 иностранных авторов.
